（17分）如圖所示，光滑固定軌道的兩端都是半徑為R的四分之一圓弧，在軌道水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球B、C，B、C用一長(zhǎng)度鎖定不變的輕小彈簧栓接，彈性勢(shì)能．一質(zhì)量也為m的小球A從左側(cè)的最高點(diǎn)自由滑下，A滑到水平面與B碰后立即粘在一起結(jié)合成D就不再分離（碰撞時(shí)間極短）．當(dāng)D、C一起剛要滑到右側(cè)最低點(diǎn)時(shí)，彈簧鎖定解除且立即將C彈出并與彈簧分離．求

（1）彈簧鎖定解除前瞬間，D、C速度大小
（2）彈簧鎖定解除后，C第一次滑上軌道右側(cè)圓弧部分的軌跡所對(duì)的圓心角
（3）彈簧鎖定解除后，若C、D（含彈簧）每次碰撞均在水平面；求第N次碰撞結(jié)束時(shí)，C、D的速度

(1)  （2） 
（3）當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)： ；當(dāng)N為偶數(shù)時(shí):

解析試題分析: (1)小球A下滑由動(dòng)能定理：  ①    
A與B碰撞滿足動(dòng)量守恒：   ②   
由①②解得： ③
(2)由動(dòng)量守恒：  ④
機(jī)械能守恒： ⑤
由③④⑤解得：   或⑥
 ⑦
由⑥⑦解得
（3）以左為正方向
第一次： ⑧
 ⑨
由⑧⑨得 或⑩
第二次：   ?
 ?
由⑩??解得： 或
綜上，當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)： ；當(dāng)N為偶數(shù)時(shí):
考點(diǎn)：本題考查了動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(12分) 如圖甲所示，場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)存在著一半徑為R的圓形區(qū)域，O點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心，A點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn)，B點(diǎn)是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn)。在A點(diǎn)有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場(chǎng)強(qiáng)向右的正電荷，電荷的質(zhì)量均為m，電量均為q，不計(jì)重力。試求：

（1）運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的電荷在A點(diǎn)時(shí)的速度多大？
（2）若在圓形區(qū)域的邊緣有一圓弧形接收屏CBD，B點(diǎn)仍是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn)，C、D分別為接收屏上最邊緣的兩點(diǎn)，如圖乙所示，∠COB=∠BOD=37°。求該屏上接收到的電荷的末動(dòng)能大小的范圍。( 提示：sin37°=0.6，cos37°=0.8。)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，半徑R=2m的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi)，軌道的B端切線水平，且距水平地面高度為h=1．25m，現(xiàn)將一質(zhì)量m=0．2kg的小滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)以v=5m/s的速度水平飛出(g=10m／s2)．

求：（1）小滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力做的功；
（2）小滑塊著地時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，ABC為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段為光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角q＝37°，OA豎直，半徑r＝2.5m，BC為足夠長(zhǎng)的平直傾斜軌道，傾角q＝37°。已知斜軌BC與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.25。各段軌道均平滑連接，軌道所在區(qū)域有E=4´103N/C、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m＝5´10－2kg、電荷量q＝＋1´10－4C的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）被一個(gè)壓緊的彈簧發(fā)射后，沿AB圓弧軌道向左上滑，在B點(diǎn)以速度v0＝3m/s沖上斜軌。設(shè)小物體的電荷量保持不變。重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（設(shè)彈簧每次均為彈性形變。）則：

（1）求彈簧初始的彈性勢(shì)能；
（2）在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P，求小物塊從A到P的電勢(shì)能變化量；
（3）描述小物體最終的運(yùn)動(dòng)情況。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一束電子從靜止開(kāi)始經(jīng)的電場(chǎng)加速后，從水平放置的一對(duì)平行金屬板正中間水平射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，若金屬極板長(zhǎng)L＝0.05m，兩極板間距d＝0.02m ，求：兩板間至少要加多大的電壓 才能使電子不飛出電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出,其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示.小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上，M為軌跡的最高點(diǎn).小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8.0J，在M點(diǎn)的動(dòng)能為6.0J，不計(jì)空氣的阻力.求：

（1）小球水平位移x1與x2的比值；
（2）小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB；
（3）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中最小動(dòng)能Ekmin.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分)如圖，質(zhì)量m=20kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度v0=10m/s滑上靜止在光滑軌道的質(zhì)量M=30kg、高h(yuǎn)=0.8m的小車(chē)的左端，當(dāng)車(chē)向右運(yùn)動(dòng)了距離d時(shí)（即A處）雙方達(dá)到共速�，F(xiàn)在Ａ處固定一高h(yuǎn)=0.8m、寬度不計(jì)的障礙物，當(dāng)車(chē)撞到障礙物時(shí)被粘住不動(dòng)，而貨物繼續(xù)在車(chē)上滑動(dòng)，到A處時(shí)即做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好與傾角為53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑動(dòng)，已知貨物與車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。
（g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

(1)車(chē)與貨物共同速度的大小v1；
(2)貨物平拋時(shí)的水平速度v2；
(3)車(chē)的長(zhǎng)度Ｌ與距離d．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

為滿足不同列車(chē)間車(chē)廂進(jìn)行重新組合的需要，通常需要將相關(guān)的列車(chē)通過(guò)“駝峰”送入編組場(chǎng)后進(jìn)行重組（如圖所示），重組后的車(chē)廂同一組的分布在同一軌道上，但需要掛接在一起�，F(xiàn)有一列火車(chē)共有 n節(jié)車(chē)廂，需要在編好組的“駝峰”左側(cè)逐一撞接在一起。已知各車(chē)廂之間間隙均為s0，每節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量都相等，現(xiàn)有質(zhì)量與車(chē)廂質(zhì)量相等、且沒(méi)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)“駝峰”以速度v0向第一節(jié)車(chē)廂運(yùn)動(dòng)，碰撞后通過(guò)“詹天佑掛鉤”連接在一起，再共同去撞擊第二節(jié)車(chē)廂，直到 n 節(jié)全部掛好。不計(jì)車(chē)廂在掛接中所受到的阻力及碰撞過(guò)程所需的時(shí)間，求：

（1）這列火車(chē)的掛接結(jié)束時(shí)速度的大�。�
（2）機(jī)車(chē)帶動(dòng)第一節(jié)車(chē)廂完成整個(gè)撞接過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。
（3）這列火車(chē)完成所有車(chē)廂掛接后，機(jī)車(chē)立即開(kāi)啟動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，功率恒為P，在行駛中的阻力f恒定，經(jīng)歷時(shí)間t達(dá)到最大速度，求機(jī)車(chē)此過(guò)程的位移。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

下圖所示為對(duì)光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子進(jìn)行比荷（電荷量e與質(zhì)量 m 之比）測(cè)定的簡(jiǎn)要原理圖，兩塊平行金屬板M．N相距為d，其中N為鋅板，受某一紫外光照射后將激發(fā)沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，開(kāi)關(guān)S閉合后電流表G有讀數(shù)．如果調(diào)節(jié)變阻器R ，逐漸增大極板間電壓，電流表G的讀數(shù)將逐漸減小，當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U時(shí)，電流表G的讀數(shù)恰為零．如果斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，在金屬板M．N間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流表G的讀數(shù)也恰為零．求光電子的比荷e/m 的表達(dá)式．

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